JPH09204136A - ホログラムコンバイナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外光の反射による違和感及び外光の透過光が
与える違和感を緩和することの出来るホログラムコンバ
イナ及びその製造方法の提供。 【解決手段】 外光を透過し外景を観者に視認させると
共に表示情報を記録した信号光を回折し回折光を観者に
視認させるホログラムコンバイナである。ホログラムコ
ンバイナを構成するホログラム素子１１は，中央部の波
長選択特性（干渉縞１５）と周辺部の波長選択特性（干
渉縞１６）との間に差異を持たせ，周辺部に近づくに従
って誘目性の低い色の波長領域に選択波長域を徐々に変
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，ヘッドアップディスプレイなど
外景と表示像とを同時に視認することの出来る表示装置
に用いると効果的なホログラムコンバイナ及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来技術】通常の自動車の運転においては，速度表示
等の運転情報を確認するためには，視線を外の光景から
一旦インスツルパネル上の計器類に移さなければならな
い。この動作は，運転においては必要不可欠であるが，
非常に煩わしい行為である。また，頻繁な視線の移動
は，運転者にかなりの疲労をもたらすとも言われてい
る。

【０００３】そこで，近年ホログラフィック光学素子を
用いて，速度などの運転に必要な情報を外界の光景と重
ねて同時に視認できるヘッドアップディスプレイが提案
されている（特開昭５７−１８２５４０号公報，実開昭
６２−２７８３５号公報参照）。そして，このヘッドア
ップディスプレイにおいて，上記複数の光学的情報を重
ね合せるコンバイナとして，反射型ホログラムを使用し
たホログラムコンバイナが用いられている。そして，上
記ホログラムコンバイナは，特定の選択波長帯域の光の
みを効率よく反射する回折特性を備えている。

【０００４】その結果，ホログラムコンバイナは表示器
（情報光源）から発せられた特定方向の光を高い効率で
反射し，一方，上記特定の方向と選択波長領域以外の光
に対しては高い透過率を有するため，背景から来る光の
ほとんどを透過させることができる。これにより，ホロ
グラムコンバイナを通して見える外の光景と，ホログラ
ムコンバイナにより反射されて見える速度などの表示
は，共にに明るさが損なわれることがなく，両者を明瞭
に視認することが出来る。

【０００５】なお，このように，外景と表示像とを同時
に視認することの出来るホログラムコンバイナを用いた
表示装置は，ヘッドアップディスプレイに限られるもの
ではなく，接客用の窓口に使用する表示装置など各種の
ものがある。そして，ホログラムは反射型ホログラムに
限定されるものではなく，透過型ホログラムを用いても
よい。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，外景と表示像
とを同時に視認するホログラム表示装置には次のような
問題点がある。それは，例えば，反射型ホログラムを用
いたヘッドアップディスプレイを例にとって具体的に説
明すると，表示像を明るく見せるためにホログラムコン
バイナの反射率を高くしているために，他の車（対向車
等）に乗車している人や歩行者等に対して，太陽光など
の外光が上記ホログラムコンバイナで強く回折・反射さ
れ視認されることである。そして，上記選択波長帯域で
示される特定の色の光だけが回折されるから，極めて刺
激的な色として認識される。このことは，対向車等にお
ける安全運転上も好ましいものではない。

【０００７】また，車内の運転者がホログラムコンバイ
ナを通して視認する外景は，ホログラムコンバイナにお
いて上記選択波長領域の光が回折（反射）により除かれ
るから，選択波長領域の色の補色に色着いて見え，違和
感を与えるという不具合がある。逆に，透過型ホログラ
ムを用いる場合には，ホログラムコンバイナにおける外
光の反射光が上記選択波長領域の光の補色に色着けら
れ，運転者が見る外景は選択波長領域の光に色着けられ
こととなる。

【０００８】そして，このようなホログラムコンバイナ
とその外部との差異は，外とホログラムコンバイナとの
境界部における強いコントラストとなって観者に強い印
象を与える。なお，上記外光の反射による不具合と透過
光の色着けの不具合とは，ヘッドアップディスプレイに
限らず，外景と表示像とを同時に視認することの出来る
他の表示装置においても同様に生じうる現象である。

【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり，外光の反射光が生ずる外部の者に対
する違和感，及び外光の透過光が観者に与える違和感を
緩和することの出来るホログラムコンバイナ及びその製
造方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題の解決手段】本願の請求項１，３，４記載の発明
によれば，中央部におけるホログラムの波長選択特性と
周辺部の波長選択特性との間に差異を持たせ，周辺部に
近づくに従って誘目性の低い色の波長領域に選択波長域
を徐々に変化させてある。そのため，ホログラムコンバ
イナと外部との間の境界部近傍における反射光及び透過
光のコントラスト，即ち，ホログラムの外における反射
光及び透過光との差異が少なくなり，ホログラムコンバ
イナを殊更に目立たせることがない。

【００１１】また，中央部から周辺部に向かって徐々に
選択波長領域を変化させるから，ホログラムコンバイナ
内部における色の変化は急激ではなく，この点における
違和感も少なくなる。そして，請求項２，５記載の発明
によればホログラムの選択波長を周辺部に向かって徐々
に変化させることができる。ホログラムの干渉縞の角度
や間隔を徐々に変化させれば，ホログラムに同一の均一
な光を照射した場合に，ホログラムの再生光の波長は位
置的に徐々に変化するからである。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本例は，図２に示すように，外光３５を透過し外景を観
者８１に視認させると共に表示情報を記録した信号光３
１を回折し回折光を観者に視認させるホログラムコンバ
イナ１０である。そして，図１に示すように，ホログラ
ムコンバイナ１０を構成するホログラム素子１１は，中
央部の波長選択特性（干渉縞１５）と周辺部の波長選択
特性（干渉縞１６）との間に差異を持たせ，周辺部に近
づくに従って誘目性の低い色の波長領域に選択波長域を
徐々に変化させる。

【００１３】本例のホログラムコンバイナ１０は，自動
車のヘッドアップディスプレイに用いるものである。図
２に示すように，ヘッドアップディスプレイ１は，車の
ダッシュボード９２の上に配置され，表示情報を記録し
た信号光３１を，ウィンドシールド９１に設けた反射型
の回折特性を有するホログラムコンバイナ１０により反
射させ，観者８１に対してウィンドシールド９１の前方
に表示情報を視認させる。信号光３１に記録された表示
情報は，車の速度，エンジンの回転数などの運転情報で
ある。

【００１４】ホログラムコンバイナ１０を構成するホロ
グラム素子１１は，図１に示すように，光の照射面１０
１に対する干渉縞１５，１６の傾斜角度を徐々に変化さ
せており，回折光の波長（選択波長領域）が位置的に変
化する。即ち，中央部の干渉縞１５よりも周辺部の干渉
縞１６は照射面１０１に対して急角度で傾斜しており，
回折光の波長は周辺部の方が中央部よりも短くなる。そ
して，中央部１０２の回折光を誘目性の高い緑色系と
し，周辺部１０３の回折光を誘目性の低い青色系とす
る。

【００１５】なお，ここでいう誘目性とは，目に対する
色彩的な刺激性であり，図４に示すｘ−ｙ色度図におい
て，矢印の反時計回転方向に変化するほど誘目性が低
く，また中央の丸印Ｓで示す白色近傍の色は誘目性が低
いとされている。そして，黄色の場合には，背景の明度
が高ければ誘目性は低くなるという特性がある。

【００１６】上記ホログラム素子１１は，以下に述べる
露光工程を経て製作されたものである。即ち，図３に示
すように，コヒーレントなレーザー光４１をピンホール
２１にて発散光とした後，コリメートレンズ２２で平行
光としこれを参照光４２として，感光材５１に照射す
る。符号５２は感光材５１を塗布するガラス基板であ
る。そして，感光材５１を透過した光は，屈折率調整液
を介して感光材５１の裏面側に取り付けた凹面鏡２３で
反射され，裏面側から感光材５１に向かう物体光４３を
形成する。

【００１７】即ち，感光材５１の両面から平行な参照光
４２と物体光４３とを照射し，感光材５１に干渉縞を形
成する。上記凹面鏡２３は，鏡面の曲率を中央部から周
辺部に向かって漸増させた凹面鏡である。その結果，感
光材５１には，図１に示すような形状の干渉縞１５，１
６が形成される。その結果，製作されたホログラム素子
１１の回折光の波長は，周辺部の方が中央部よりも短く
なり，回折光の色彩は中央部の緑色系から周辺部に向か
うに従って誘目性の低い青色系となる。

【００１８】そのため，ホログラムコンバイナ１０の反
射光及び透過光は，外部との境界部において，コントラ
ストが低くなる。即ち，外部の反射光及び透過光との差
異が少なくなり，ホログラムコンバイナ１０を殊更に目
立たせ，周囲に対する違和感を生ずることが少なくな
る。また，ホログラムコンバイナ１０の内部では，中央
部１０２から周辺部１０３に向かって徐々に選択波長領
域（色彩）を変化させるから，ホログラム内における色
の変化は緩やかであり，この点からもコントラストが低
減し違和感を緩和することが出来る。。

【００１９】なお，本発明では，ホログラム素子１１の
中央部の回折光を赤色系とし，周辺部の回折光を緑色系
としても所期の目的を達成することができる。また，図
３において，凹面鏡２３に代えてシリンドリカルレンズ
を配置し，シリンドリカルレンズを透過した光を物体光
４３として感光材５１に照射しても，同様に所望の特性
を示すホログラム素子１１を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１のホログラムコンバイナを構成す
るホログラム素子の干渉縞の様子を模式的に示した図。

【図２】実施形態例１のホログラムコンバイナを用いた
ヘッドアップディスプレイのシステム構成図。

【図３】実施形態例１のホログラムコンバイナのホログ
ラムの露光工程のシステム構成図。

【図４】ｘｙ色度図上に誘目性の強弱の差異を示した
図。

【符号の説明】 １１．．．ホログラム素子， １５．．．干渉縞， １６．．．干渉縞，

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外光を透過し外景を観者に視認させると
   共に表示情報を記録した信号光を回折し回折光を観者に
   視認させるホログラムコンバイナであって，中央部の波
   長選択特性と周辺部の波長選択特性との間に差異を持た
   せ，周辺部に近づくに従って誘目性の低い色の波長領域
   に選択波長域を徐々に変化させたことを特徴とするホロ
   グラムコンバイナ。
2. 【請求項２】 鏡面またはレンズ面の曲率を中央部から
   周辺部に向かって漸増させた凹面鏡またはシリンドリカ
   ルレンズをホログラムとして記録してなる請求項１記載
   のホログラムコンバイナ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において中央部の
   選択波長域が緑色系であり，周辺部の選択波長域が青色
   系であることを特徴とするホログラムコンバイナ。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２において中央部の
   選択波長域が赤色系であり，周辺部の選択波長域が緑色
   系であることを特徴とする表示用のホログラムコンバイ
   ナ。
5. 【請求項５】 凹面鏡の反射光またはシリンドリカルレ
   ンズの透過光を物体光とし，平行光を参照光とする請求
   項１記載のホログラムコンバイナの製造方法であって，
   上記凹面鏡は，鏡面の曲率を中央部から周辺部に向かっ
   て漸増させた凹面鏡であり，上記シリンドリカルレンズ
   は，レンズ面の曲率を中央部から周辺部に向かって漸増
   させたシリンドリカルレンズであることを特徴とするホ
   ログラムコンバイナの製造方法。